Sistemas de Control Distribuido

CATEGORÍAS DE SISTEMAS DIGITALES

Tradicionalmente:

DCS: control analógico de procesos continuos.

PLC: control discreto de procesos de manufactura.

SCADA: recolección remota de datos.

Sistemas SCADA

Introducción

• Los DCS aparecieron en la década de

los 70, inicialmente para visualización

y en la actualidad para control y otras

funciones.

• Es necesario conocer sus

características para operarlos

mantenerlos e instalarlos.

DCS: Posibilidades

En la actualidad:

–Manejo de base de

datos relacional

–Hojas de cálculo

–Control estadístico

–Sistemas Expertos

–Simulación de procesos

–Diseño asistido

DCS: Posibilidades También:

–Utilitarios de

escritorio

–Pantallas

orientadas al

objeto

–Uso de ventanas

–Comunicación

con otras

plantas

DCS: Sistemas Integrados

– Sistemas operativos: UNIX, Windows

– Modelo OSI

– Modelo cliente-servidor

– Protocolos de comunicación

– Base de datos relacional distribuida

– Programación orientada al objeto

– Ingeniería asistida por computadora

En la actualidad usando estándares en:

DCS: Arquitectura

–estaciones de trabajo

de operaciones

–control

– recolección de datos

–computacionales de

procesos

– redes de comunicación

Los DCS están organizados en los

subsistemas:

Estaciones de Trabajo de

Operaciones

– Usan mímicos

– Manejan

alarmas

– Ven tendencias

– Usan ventanas

– Controla el

acceso con

passwords

En éstas para el operador se:

Subsistema de

Control Este subsistema:

–Procesadores

redundantes

–Es multilazo,

multitarea.

–Se usan controladores

compartidos

–Se usa bloques de

función para las

estrategias

DCS Automatización

Tradicional Direccionamiento Objetos –Aspecto

Tag

Símbolos (no se almacena en el

controlador)

CPU CPU´s redundantes Solo 1 CPU

Sistema Operativo del Controlador Multitarea Mono tarea

Memoria CPU 64 Mbytes RAM - S 64 Kbytes EEPROM

Módulo de Entrada y Salida Se puede cambiar en funcionamiento. No se puede cambiar en funcionamiento.

Sistema de comunicación Comunicación redundante Solo un medio de comunicación.

Hora/Fechas de la base de datos Reloj del controlador Reloj del servidor de base de datos

Diagnóstico de Instrumentación Característica por defecto Opcional, se requiere módulos

adicionales

Redundancia de Módulos de Entrada /

Salida

Disponible No disponible

Fuente de alimentación Redundancia de 2 fuentes de

alimentación

Redundancia de 3 fuentes de

alimentación (opcional)

No disponible fuentes de alimentación

redundante

Base de datos Integrado con el sistema Es otros sistema

Redes Industriales Abiertas En algunos casos propietarios

Cuadro comparativo DCS vs Automatización Tradicional

Recolección de Datos

Este subsistema en la

actualidad:

– Recolecta variables

– Acepta señales diversas: mV,

termocuplas, etc

– Usan E/S distribuidas

– Envía la información a las

estaciones

– Con “gateways” se comunica con

PLC’s, balanzas, etc

– Puede tener capacidad de cálculo

y control

Subsistemas Computacionales

de Procesos Este subsistema sirve para:

–Registro de variables, eventos, alarmas,

acciones de operador

–Manejo de base de datos relacionales

–Estadística de calidad

–Sistemas expertos

–Programación de producción y

mantenimiento

–Estrategias de optimización en base a

modelos

Redes de Comunicación

Este subsistema sirve para:

l Integrar a los

otros cuatro

l El protocolo más

empleado es el

TCP/IP

Confiabilidad

Protección contra medio ambiente.

Instalación

Inmunidad al Ruido

Puesta a tierra

• Aislamiento

• Supresión de ruido

• Mantenimiento

Probabilidad de operación con éxito durante

un intervalo de tiempo.

MTBF FR = 1 / MTBF

.

Confiabilidad: MTBF

...FR3FR2FR1

1

MTBF

Confiabilidad

–Disponibilidad

Probabilidad de operación con éxito en cualquier momento.

Se puede mejorar con:

• facilidad para el mantenimiento

• redundancia de CPU, E/S y elementos de campo.

%100xMTTRMTBF

MTBF

idadDisponibil

Tendencias Futuras

• Los cambios se están dando por:

–Medios de memoria: PCMCIA, CD, etc

–Velocidades y costos de

microprocesadores

–Comunicación fieldbus

• Se está dando una migración de las

capacidades de control y cálculo hacia

los elementos de campo

Tendencias Futuras

Utilizar otras técnicas de control, que

también se distribuyen:

– lógica difusa

– redes neuronales

–algoritmos genéticos

DCS • ABB: Mod 300 / Advant OCS / SattLine

www.abb.com/controlsystems

Elsag Bailey: Infi90/Net90

• Emerson: DeltaV www.easydeltav.com

• Honeywell: TDC 2000 / 3000 http://hpsweb.honeywell.com/Cultures/en-

US/Products/Systems/TDC3000/default.htm

Invensys: • I/A Series® system / Foxboro A²™ automation system

www.foxboro.com/iaseries

• Siemens-Moore: APACS www.sea.siemens.com/process/default.html

• Yokogawa: Centum V / XL / Cs 1000 R3 / Cs 3000 R3 www.yokogawa.com